ES2260107T3 - Cojinete de caucho. - Google Patents
Cojinete de caucho.Info
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Abstract
Cojinete de caucho con una pieza interior (1), un casquillo exterior (2) y un cuerpo elastómero (3) entre la pieza interior y el casquillo exterior, en el que el cuerpo elastómero (3) fabricado por separado de forma deslizante está colocado sobre la pieza interior (1), caracterizado porque la pieza interior (1) presenta, al menos, parcialmente una superficie exterior esférica y el casquillo exterior (2) una superficie interior esférica asignada distanciada de forma constante, entre las que está dispuesto el cuerpo elastómero (3), pasando la pieza interior (1) cilíndrica de forma aprox. central a una geometría esférica, estando configurada a ambos lados de la geometría esférica en el cuerpo elastómero (3), al menos, una junta anular (3a, 3b) circundante, que se apoya en ambas secciones cilíndricas de la pieza interior (1), y porque el casquillo exterior (2) de dos piezas aloja en arrastre de forma el cuerpo elastómero (3) y/o la pieza interior (1) de dos piezas se compone de una primera pieza de montaje (1a) cilíndrica, sobre la que está colocada una segunda pieza de montaje (1b) provista de una superficie exterior esférica.
Description
Cojinete de caucho.
La invención se refiere a un cojinete de caucho
según el preámbulo de la reivindicación 1.
Cojinetes de caucho de este tipo se componen de
una pieza interior, un casquillo exterior y un cuerpo elastómero
dispuesto entre la pieza interior y el casquillo exterior. Este
puede componerse de caucho u otro elastómero. Es significativa,
especialmente, la propiedad amortiguante del material elastómero
para los cojinetes de caucho de este tipo, que se utilizan en
múltiples variantes, especialmente en la industria del automóvil.
Debido a sus propiedades amortiguantes, pueden reducirse las
oscilaciones resultantes del grupo propulsor o del suelo
transitable, de forma que se consigue un aislamiento del sonido
propagado por estructuras sólidas y oscilaciones. No obstante, los
materiales elastómeros, como el caucho, presentan también
desventajas. Son especialmente sensibles a tensiones por tracción.
Estas tensiones por tracción conducen, en caso de sobreesfuerzo del
material, a una formación de grietas al principio de poca magnitud
que, no obstante, se dilatan a lo largo de un mayor período de
tiempo y, finalmente, pueden conducir a una destrucción de la pieza
de montaje. En realizaciones con un cuerpo elastómero, que está
dispuesto mediante vulcanización de forma no liberable entre el
casquillo exterior y la pieza interior, existe el problema de que
en caso de un giro de la pieza interior respecto al casquillo
exterior o en caso de un orientación angular en el cuerpo elastómero
se genera un momento de retorno, que produce tensiones de tracción.
Para reducir estas tensiones por tracción es conocido solicitar el
cuerpo elastómero con una tensión previa. No obstante, se ha
comprobado que esta medida denominada a menudo como
"calibración" no es suficiente por sí sola para incrementar la
vida útil de cojinetes de caucho de forma decisiva.
En el documento GB1020799 se da a conocer un
cojinete de caucho, que presenta un cuerpo elastómero fabricado por
separado, que está dispuesto entre una pieza interior y un casquillo
exterior y colocado de forma deslizante sobre la pieza interior. La
pieza interior presenta, además, una superficie exterior esférica y
el casquillo exterior una superficie interior esférica asignada
distanciada de forma constante, entre las que está dispuesto el
cuerpo elastómero. El cojinete de caucho está configurado abierto a
ambos lados, de forma que la humedad y la suciedad pueden llegar de
forma desventajosa entre el cuerpo elastómero y la pieza interior,
reduciendo considerablemente la capacidad de deslizamiento del
cojinete de caucho, así como su vida útil.
Asimismo, del documento JP 07248019 se conoce un
cojinete de caucho con una pieza interior, que debe considerarse
como lo más próxima posible al estado de la técnica, y una pieza
exterior, estando dispuesto un cuerpo elastómero fabricado por
separado entre la pieza interior y la pieza exterior, que está
colocada de forma deslizante sobre la pieza interior.
La invención se basa en el planteamiento del
problema técnico de facilitar un cojinete de caucho, cuya vida útil
esté aumentada considerablemente respecto a las realizaciones
conocidas, de forma que permita tanto los movimientos de giro de la
pieza interior respecto al casquillo exterior, como también las
orientaciones angulares (cardánicas) sin generar un momento de
retorno digno de mención en el cuerpo elastómero y presente, además,
una estructura sencilla así como permita un montaje
simplificado.
La invención resuelve el planteamiento del
problema técnico con las características de la reivindicación 1.
Según una característica se propone fabricar por
separado el cuerpo elastómero y colocarlo de forma deslizante sobre
la pieza interior. La unión deslizante entre la pieza interior y el
cuerpo elastómero permite, especialmente, un movimiento relativo
entre las piezas de montaje mencionadas, de forma que para el cuerpo
elastómero apenas pueden generarse tensiones por tracción
perjudiciales. La capacidad de deslizamiento entre la pieza interior
y el cuerpo elastómero puede aumentarse más mediante las medidas
conocidas. A modo de ejemplo, puede mencionarse sólo la aplicación
de una grasa deslizante entre las superficies de las piezas de
montaje que entran en contacto. Asimismo, puede reducirse el roce
entre la pieza interior y el cuerpo elastómero, realizando la
superficie de forma estructurada, de manera que sólo zonas
limitadas del cuerpo elastómero llegan a apoyarse en la pieza
interior, lo que se puede imaginar, por ejemplo, como superficie de
tipo botón de la pieza interior o del cuerpo elastómero.
Según otra característica la pieza interior está
dotada, al menos, parcialmente de una superficie esférica. Esta
superficie exterior esférica, es decir, globular de la pieza
interior se adapta completamente de forma deslizante al cuerpo
elastómero colocado encima. El casquillo exterior presenta una
distancia constante respecto a la superficie de la pieza interior,
de forma que éste presenta una superficie interior equidistante, es
decir, que discurre a la misma distancia con geometría esférica.
Un cojinete de caucho según la invención
presenta pocos momentos de retorno en el cuerpo elastómero en caso
de un giro de la pieza interior respecto al casquillo exterior
alrededor del eje central de cojinete, como en el caso de un ángulo
de la pieza interior respecto al casquillo exterior, es decir en el
caso de carga cardánica. En el montaje del cojinete de caucho en un
automóvil, su comportamiento de marcha no se ve influido
negativamente.
Puesto que entre la pieza interior y el cuerpo
elastómero dispuesto sobre ésta existe una unión deslizante, no
puede excluirse siempre con seguridad que no puedan penetrar también
impurezas o humedad entre las piezas de montaje movidas entre sí.
Para contrarrestar este efecto desventajoso, se propone además,
conformar juntas anulares en el cuerpo elastómero en las zonas
marginales que se encuentran en el exterior axialmente del cuerpo
elastómero, es decir, a ambos lados del soporte de caucho. Estas
juntas anulares están realizadas de forma circundante y se apoyan,
preferentemente, en las secciones cilíndricas de la pieza
interior.
Se ha comprobado como especialmente ventajoso
realizar el casquillo exterior de dos piezas e introducir el cuerpo
elastómero en arrastre de forma en el casquillo exterior. Para ello,
el casquillo exterior puede presentar una superficie interior
estructurada. Con esto debe entenderse, por ejemplo, la aplicación
de hendiduras en la superficie interior del casquillo exterior, de
forma que el cuerpo elastómero puede introducirse por presión en
estas hendiduras. Mediante una medida de este tipo se evita de forma
efectiva el movimiento relativo entre el cuerpo elastómero y el
casquillo exterior que lo aloja, de forma que el movimiento
deslizante tiene lugar sólo entre la pieza interior y el cuerpo
elastómero.
Para simplificar en conjunto un cojinete de
caucho según la invención y, de este modo, reducir sus costes de
fabricación se propone de forma alternativa o adicional, realizar la
pieza interior de dos piezas, pudiendo componerse de una primea
pieza de montaje cilíndrica con una segunda pieza de montaje
esférica colocada encima. Una realización de este tipo de la pieza
interior es especialmente ventajosa porque la primera pieza de
montaje cilíndrica y la segunda pieza de montaje esférica pueden
fabricarse de distintos materiales.
Otras configuraciones de la invención son objeto
de las reivindicaciones subordinadas.
Por consiguiente, según otra configuración de la
invención se propone introducir el cuerpo elastómero bajo una
fuerza de tensión previa en el casquillo exterior. La fuerza de
tensión previa, que se ejerce mediante el casquillo exterior sobre
el cuerpo elastómero refuerza la tendencia del cuerpo elastómero a
introducirse en las hendiduras de las superficies interiores del
casquillo exterior mencionadas anteriormente y, de este modo,
llevar a cabo un arrastre de forma entre el casquillo exterior y el
cuerpo elastómero.
Así, según otra configuración de la invención es
concebible usar como primera pieza de montaje cilíndrica un tubo
metálico y aplicar la geometría esférica de plástico o caucho rígido
sobre este tubo cilíndrico. Como procedimiento para la unión entre
el tubo metálico y la esfera de plástico o caucho rígido, se ofrece
de forma ventajosa un procedimiento de moldeo por inyección, porque
es económico y permite configuraciones geométricas de superficie
discrecionales.
Para mejorar el efecto de obturación, las juntas
anulares que se apoyan en las secciones cilíndricas de la pieza
interior pueden realizarse como juntas laberínticas. Asimismo, es
posible prever un espacio anular cerrado hacia dentro del cojinete,
de forma que las zonas anulares producen casi un efecto rascador en
la sección cilíndrica de la pieza interior. Si se prevé un espacio
anular de este tipo, se obtiene de este modo una zona de paso en
forma de labio entre las juntas anulares y el cuerpo elastómero.
El efecto de obturación de las juntas anulares
puede mejorarse, además, de forma considerable mediante otra medida
sencilla. Así, según una variante de la invención se propone
introducir en el contorno exterior de las juntas anulares una
ranura en la que, por ejemplo, puede introducirse un anillo tensor u
otro elemento que mejore efecto de presión centrípeta de la junta
anular.
Para simplificar el montaje del cojinete de
caucho según la invención es ventajoso, también, encajar entre sí
las piezas individuales del casquillo exterior realizado, al menos,
de dos piezas, mediante una unión atornillada, de unión rápida,
encaje o enchufe.
Otra posibilidad de mejora de la reducción del
roce entre el cuerpo elastómero y la pieza interior puede basarse,
además, en que entre la superficie exterior de la pieza interior y
la superficie interior del cuerpo elastómero exista, al menos,
parcialmente una ligera distancia radial. Mediante una medida de
este tipo se configura, además, una amortiguación radial
ligeramente más blanda, lo que puede ser ventajoso para determinados
propósitos de uso.
Mediante los dibujos se describen en detalle a
continuación formas de realización preferentes de cojinetes de
caucho según la invención.
Se muestran:
Figura 1: un primer cojinete de caucho en
sección transversal,
Figura 2: otra realización de un cojinete de
caucho según la invención, parcialmente, en sección transversal,
Figura 3: una forma de realización de un
cojinete de caucho, que facilita la comprensión y
Figura 4: una vista tridimensional de una parte
del casquillo exterior del cojinete de caucho según la presente
invención.
La figura 1 muestra una primera variante de
realización de un cojinete de caucho según la invención. Esta se
compone de una pieza interior 1, que está realizada de una sola
pieza como pieza de montaje metálica y presenta secciones
cilíndricas en la zona marginal, así como una geometría de
superficie esférica en la zona central. Sobre la pieza interior 1
está colocado un cuerpo elastómero identificado en conjunto con 3,
que ha sido fabricado previamente por separado. Entre la pieza
interior 1 y el cuerpo elastómero 3 existe una unión deslizante, en
la que se ha previsto una protección de superficie sobre la pieza
interior 1 para reducir el roce entre las piezas de montaje.
Asimismo, como material elastómero se ha usado un cacho
autolubricante.
El cuerpo elastómero 3 está alojado en un
casquillo exterior de dos piezas identificado en conjunto con 2.
Las piezas individuales 2a y 2b de este casquillo exterior están
compuestas mediante una unión por encaje en la zona de unión
identificada con 7. El cuerpo elastómero 3 parte de la geometría
esférica de la pieza interior 1 a una zona de paso 3c o 3d, que
está provista de una sección transversal reducida. Entre esta zona
de paso 3c o 3d y la superficie de la pieza interior 1 existe un
espacio anular 4. Visto en sentido axial, el cuerpo elastómero
presenta apoyándose fuera una junta anular 3a o 3b. Esta obtura
frente al entorno, de forma que no pueden entrar impurezas o
humedad en las zonas del cojinete de caucho que se mueven entre sí.
En la parte derecha de la imagen, la junta anular 3a presenta una
peculiaridad. En su contorno exterior se ha introducido una ranura
5 en la que puede introducirse, por ejemplo, un anillo tensor u otro
elemento que refuerza el efecto de obturación para mejorar el
efecto de obturación. Mediante la zona de paso 3c o 3d del cuerpo
elastómero reducida en sección transversal, en esta sección en el
lado exterior del cuerpo elastómero se ha formado una acanaladura
10, como puede identificarse en la parte izquierda de la imagen de
la figura 1.
En la figura 1 se muestran dos variantes
distintas de un cojinete de caucho según la invención, que como
principio fundamental están estructuradas iguales, pero presentan,
no obstante, diferencias en la configuración del cuerpo elastómero.
Se prefiere un cojinete de caucho según la invención de realización
simétrica, es decir, realizada de igual modo a ambos lados. El
casquillo exterior 2, según la figura 1, está introducido en una
pieza de montaje del automóvil
12.
12.
En la figura 2, en la parte izquierda de la
imagen se muestra otra configuración según la invención de un
cojinete de caucho. Este presenta, a diferencia de la solución
descrita en la figura 1, una pieza interior 1 de dos piezas. La
pieza interior 1 se compone de una primera pieza de montaje 1a
cilíndrica y una segunda pieza de montaje 1b esférica. La primera
pieza de montaje 1a está realizada como tubo metálico, mientras la
segunda pieza de montaje 1b se forma mediante una esfera de plástico
inyectada sobre la primera pieza de montaje. También en el cojinete
de caucho mostrado aquí, el casquillo exterior 2 está realizado como
casquillo exterior de dos piezas y presenta en la zona de unión 7
una unión rápida. El cuerpo elastómero 3 forma, como se ha descrito
anteriormente, juntas anulares 3a y 3b a ambos lados del cojinete de
caucho, que se apoyan obturando en la primera pieza de montaje
cilíndrica 1a y, de este modo, protegen frente a impurezas las
superficies que se encuentran en contacto entre sí de forma
deslizante del cuerpo elastómero y de la pieza interior. Las juntas
anulares 3a ó 3b del ejemplo de realización en la figura 2 están
realizadas de forma más sencilla en su superficie exterior que en
el caso del ejemplo de la figura 1. Así, en la figura 2 existe una
superficie exterior cilíndrica de la zona de junta anular 3a,
3b.
Una realización más simplificada en estructura
de un cojinete de caucho, que no obstante facilita simplemente la
comprensión de la invención, se muestra en sección en la figura 3.
Esta se compone de un casquillo exterior 2 de una sola pieza, una
pieza interior 1 de una sola pieza y un cuerpo elastómero 3
dispuesto entre ambas. La pieza interior 1 está realizada de forma
cilíndrica y presenta, aprox. de forma central, una geometría de
superficie esférica, que en la zona central pasa a su vez a una
geometría cilíndrica. En la zona esférica y cilíndrica de la pieza
interior 1 existe una distancia 6 entre el cuerpo elastómero 3 y la
superficie exterior de la pieza interior 1. El cuerpo elastómero 3
presenta en los extremos axiales de este cojinete de caucho,
respectivamente, juntas anulares 3a y 3b, que están realizadas como
juntas laberínticas. Mediante la distancia entre la pieza interior
y el cuerpo elastómero se reduce en gran medida el roce entre estas
dos piezas de montaje. Asimismo, la característica de un cojinete
de caucho de este tipo en sentido radial es, en primer lugar,
blanda y pasa luego a una amortiguación más dura, correspondiente a
la dureza Shore del cuerpo elastómero.
La figura 4 muestra una parte 2b del casquillo
exterior 2 identificado en conjunto con 2 en representación
espacial. Esta presenta en su superficie interior hendiduras 8, en
las que se introduce el cuerpo elastómero 3 que se encuentra en
tensión previa de un cojinete de caucho según la invención, de forma
que entre el cuerpo elastómero y el casquillo exterior 2b que lo
aloja existe una unión en arrastre de forma. Para unir las piezas
individuales 2a y 2b del casquillo exterior 2, éstas presentan en su
zona de contacto una geometría complementaria. Esta geometría se
compone de una unión por encaje con resaltes, que encajan en
escotaduras 11 asignadas de la otra pieza de casquillo exterior 2a
y en las superficies que entran en contacto presenta un contorno
complementario de forma ondulada. De este modo, se consigue, al
mismo tiempo, una seguridad frente a giro, así como una fijación
axial de ambas piezas de montaje entre sí. La superficie interior de
la pieza individual 2b del casquillo exterior 2 presenta una
geometría esférica. El casquillo exterior 2 está fabricado
preferentemente de un plástico reforzado con fibra, de forma que de
este modo se consigue una reducción de peso considerable respecto a
realizaciones metálicas conocidas.
| 1 | Pieza interior |
| 1a | Primera pieza de montaje |
| 1b | Segunda pieza de montaje |
| 2 | Casquillo exterior |
| 2a | Primera pieza individual |
| 2b | Segunda pieza individual |
| 3 | Cuerpo elastómero |
| 3a | Junta anular |
| 3b | Junta anular |
| 3c | Zona de paso |
| 3d | Zona de paso |
| 4 | Espacio anular |
| 5 | Ranura |
| 6 | Distancia |
| 7 | Zona de unión |
| 8 | Hendidura |
| 9 | Resalte |
| 10 | Acanaladura |
| 11 | Escotadura |
| 12 | Pieza de montaje del automóvil |
Claims (9)
1. Cojinete de caucho con una
pieza interior (1), un casquillo exterior (2) y un cuerpo elastómero
(3) entre la pieza interior y el casquillo exterior, en el que el
cuerpo elastómero (3) fabricado por separado de forma deslizante
está colocado sobre la pieza interior (1), caracterizado
porque la pieza interior (1) presenta, al menos, parcialmente una
superficie exterior esférica y el casquillo exterior (2) una
superficie interior esférica asignada distanciada de forma
constante, entre las que está dispuesto el cuerpo elastómero (3),
pasando la pieza interior (1) cilíndrica de forma aprox. central a
una geometría esférica, estando configurada a ambos lados de la
geometría esférica en el cuerpo elastómero (3), al menos, una junta
anular (3a, 3b) circundante, que se apoya en ambas secciones
cilíndricas de la pieza interior (1), y porque el casquillo exterior
(2) de dos piezas aloja en arrastre de forma el cuerpo elastómero
(3) y/o la pieza interior (1) de dos piezas se compone de una
primera pieza de montaje (1a) cilíndrica, sobre la que está colocada
una segunda pieza de montaje (1b) provista de una superficie
exterior esférica.
2. Cojinete de caucho según la
reivindicación 1, caracterizado porque el casquillo exterior
(2) aloja el cuerpo elastómero (3) con una fuerza de tensión
previa.
3. Cojinete de caucho según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
primera pieza de montaje (1a) es un tubo metálico, sobre el que se
inyecta una geometría esférica (1b) de plástico o caucho
rígido.
4. Cojinete de caucho según la
reivindicación 1, caracterizado porque en las juntas anulares
(3a, 3b) en la zona de contacto con la pieza interior (1) está
configurada una junta laberíntica.
5. Cojinete de caucho según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
juntas anulares (3a, 3b) hacia dentro del cojinete forman un espacio
anular (4) cerrado.
6. Cojinete de caucho según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las
juntas anulares (3a, 3b) están unidas mediante una zona de paso (3c,
3d) en forma de labio con el cuerpo elastómero (3).
7. Cojinete de caucho según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el
contorno exterior de las juntas anulares (3a, 3b) está formada una
ranura (5).
8. Cojinete de caucho según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
casquillo exterior (2) se compone de dos piezas individuales (2a,
2b) encajadas entre sí mediante una unión atornillada, rápida,
encaje o enchufe.
9. Cojinete de caucho según una de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre
la superficie exterior de la pieza interior (1) y la superficie
interior del cuerpo elastómero (3) existe, al menos, parcialmente
una ligera distancia (6) radial.
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